2018 Fiscal Year Research-status Report
Cell metabolism determines the megakaryocyte lineage fate of hematopoietic stem cells
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18K08364
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
石津 綾子 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 客員准教授 (10548548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須田 年生 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 卓越教授 (60118453)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 造血幹細胞 / 巨核球 / 分化 / ミトコンドリア / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
正常な止血プロセスには骨髄造血幹細胞(HSC)より分化する巨核球(Mk)から血小板が適切に生成されることが必要である。当研究は、骨髄ニッチにより産生されるcytokine, Thrombopoietin(Thpo)とそのmitochondria代謝の活性能に着目し、mitochondria代謝の制御を介したHSCのMkへの直接的分化の決定メカニズムを解析することが目的である。本年度はThpo刺激・非刺激及びmitochondria high/low HSCの競合的骨髄移植を行い解析した。Thpo刺激HSCは非刺激HSCと比べ血小板・巨核球分化傾向が強い結果を得られた。また、HSCをTMREにて染色し、Mitochondria機能が高いHSCと低いHSCを競合移植した結果、mitochondria high HSC はmitochondria Low HSC と比べ血小板・巨核球分化傾向が強い結果を得られた。さらに、既に作成済みのThpo遺伝子欠損マウスから分離したHSC解析したところ、Thpo欠損の骨髄環境に置かれたHSCは細胞周期が活発に周り、増殖傾向を示すにも関わらず、ミトコンドリア活性は低い傾向にあり、ATPエネルギーの産生も低い傾向にあることを確認した。今後、さらにTPO遺伝子欠損マウスの解析を行い、Thpoによりどの様に見ロコンドリア代謝が制御されるのかを解析していく予定である。また、mitochondriaマーカー染色によるflow cytometry解析、蛍光顕微解析及び電子顕微鏡解析を行い、ROS産生能なども測定する。mitochondria turnoverがmitochondria fussion、mitochondria fission及びautophagyの影響も解析していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の研究はおおむね予定に伴い進行している。
しかしながら、今年度、代表者の所属研究室の移動予定のため、研究進展が遅れる可能性がある。そのため、本年度はじめには早急に実験結果のまとめ、論文発表の準備をすすめる必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度はミトコンドリア代謝とThpoシグナルの関連性を解析できたものの、Thpoシグナルが具体的にどのようにミトコンドリア代謝を制御しているのかを解析できていない。このため、本年度はThpoの下流シグナルの解析を行う予定である。
これまでHSCの研究では検出可能抗体数に限度のあるflow cytometerを中心とした解析や、多細胞数をもちいた遺伝子解析が行われてきたが、これら方法では検出可能抗体数に限度のあり、後者の方法は多細胞を用いるもので単一細胞の解析をすることができない。そこで、本研究では、mass cytometry(CyTOF)解析を新たに導入し、30種類の重金属ラベル抗体で単一のHSCを染色し発現パターンを解析する。かかる解析手法を用いることにより、単一のHSC上の複数のタンパク発現を同時に解析できる。そして、Mkマーカーとともに、Thpoシグナルの下流タンパクやmitochondria代謝関連因子に焦点を当てる。複数のパラメーターを同時に解析できるCyTOFにより、HSCにおけるThpoシグナル伝達及び代謝活性シグナル経路を解析できる。また、より詳細な遺伝子発現解析を行うため、Thpo欠損マウスから造血幹細胞を分離し、RNAシークエンス解析、ATACシークエンス解析を行う予定ある。
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| Causes of Carryover |
本年度は、当研究が始まる前に得られた研究費でおおむね物品がそろっていたため、実験施行に費用が予定よりもかからなかった。来年度は研究代表者の所属ラボの移動を予定しており、当研究を継続させ、その実験環境のセットアップのため、研究費を消費する予定である。
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